Balancering af elnettet mere nødvendigt end hidtil, Kim
Balancering af elnettet mere nødvendigt end hidtil, Kim
Balancering af elnettet mere nødvendigt end hidtil, Kim
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Balancering</strong> <strong>af</strong> elsystemet<br />
- nu og i fremtiden<br />
<strong>Kim</strong> Behnke – Energinet.dk<br />
Forsknings- og miljøchef<br />
kbe@energinet.dk
Energiforliget 21. februar 2008, udvalgte punkter<br />
Vindkr<strong>af</strong>ten vil stige med 40 % frem til 2012<br />
20% <strong>af</strong> bruttoenergiforbruget skal være VE i 2011<br />
- Mere biomasse på centrale kr<strong>af</strong>tværker<br />
- Mere støtte til vindmøller<br />
- 1.300 MW ekstra vindkr<strong>af</strong>t i 2012. 350+150 MW landmøller,<br />
2 x 200 MW nye og de to besluttede havvindmølle parker<br />
- Støtte til varmepumper, 30 mio. kr. over 2 år<br />
- 100.000 oliefyr skiftes til varmepumper<br />
Biobrændstoffer i transporten, 5,75 % i 2010<br />
Afgiftsfrie brint- og elbiler<br />
Hvad skal vi bruge alt den ekstra elproduktion til?<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
2
Nye havvindmølleparker<br />
Nye havvindmølleparker<br />
Anholt 2 x 200 MW<br />
Jammerbugten 3 x 200 MW<br />
Horns Rev 5 x 200 MW<br />
Alternative placeringer:<br />
Ringkøbing Fjord 5 x 200 MW<br />
Kriegers Flak 3 x 200 MW<br />
<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
3
Vest:<br />
Forbrug<br />
Effektbalance 2008<br />
1.250 – 3.700 MW<br />
1.000 MW<br />
Centrale kr<strong>af</strong>tværker<br />
Decentral kr<strong>af</strong>tvarme<br />
Vindmøller<br />
740 MW<br />
Centrale kr<strong>af</strong>tværker 3.400 MW<br />
Decentral kr<strong>af</strong>tvarme 1.700 MW<br />
Vindkr<strong>af</strong>t<br />
2.400 MW<br />
4.100 MW<br />
1.300/1.700 MW<br />
Øst:<br />
Forbrug<br />
880 – 2.600 MW<br />
Centrale kr<strong>af</strong>tværker 3.800 MW<br />
Decentral kr<strong>af</strong>tvarme<br />
Vindkr<strong>af</strong>t<br />
650 MW<br />
750 MW<br />
1.400 MW<br />
Mange timer årligt hvor VE dækker hele elforbruget!<br />
950/1.500 MW<br />
550 MW<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
4
Danmark mellem Nord og Syd<br />
DC AC<br />
Eksister<strong>end</strong>e<br />
Besluttede Besluttet<br />
250 MW<br />
70 MW<br />
125 MW<br />
750 MW<br />
60 MW<br />
100 MW<br />
900 MW<br />
700 MW<br />
50 MW<br />
Projekt 600 MW HVDC forbindelse<br />
Danmark – Holland (COBRA)<br />
450 MW<br />
NORDEL<br />
400 MW<br />
1.000 MW<br />
100 MW<br />
Danmark-Tyskland<br />
ESB<br />
950 1.500 MW Nord<br />
1.500 2.000 MW Syd<br />
2017: 2500 MW Nord & Syd<br />
NG<br />
1.040 MW<br />
1.300 MW<br />
450 MW<br />
600 MW<br />
600 MW<br />
1.400 MW<br />
UCTE<br />
1.800 MW<br />
630 MW<br />
500 MW<br />
Ekstra 600 MW HVDC forbindelse<br />
Skagerrak (pol 4) planlagt for 2014<br />
UPS<br />
Ny 600 MW HVDC forbindelse over<br />
Storebælt i foråret 2010<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
5
Langsigtet netstruktur og aktuelle projekter<br />
Skagerrak 4<br />
Udvikling <strong>af</strong> elinfrastruktur<br />
Norge<br />
3 x DC<br />
V<strong>end</strong>sysselværket<br />
Tjele<br />
Ferslev<br />
Vester Hassing<br />
Sverige<br />
2 x DC<br />
Eksister<strong>end</strong>e 400 kV-station ultimo 2005<br />
Fremtidig 400 kV-station<br />
Eksister<strong>end</strong>e 400 kV-ledning ultimo 2005<br />
Fremtidig 400 kV-ledning<br />
Eksister<strong>end</strong>e jævnstrømsforbindelse<br />
Fremtidig jævnstrømsforbindelse<br />
Igangvær<strong>end</strong>e<br />
Planlagte<br />
Mulige<br />
Idomlund<br />
Trige<br />
Sverige<br />
Horns Rev 2<br />
Kassø-Revsing<br />
Endrup<br />
Revsing<br />
Askær<br />
Landerupgård<br />
Malling<br />
Kingstrup<br />
Asnæsværket<br />
Herslev<br />
DC<br />
Fraugde<br />
Stigsnæsværket<br />
Kyndbyværket<br />
Rislev<br />
B<br />
Hovegård<br />
Ishøj<br />
Bjæverskov<br />
Gørløsegård<br />
Glentegård<br />
Amagerværket<br />
H. C. Ørsted Værket<br />
Avedøreværket<br />
Storebælt<br />
Krigers Flak<br />
COBRA<br />
Kassø<br />
A<br />
Radsted<br />
DC<br />
Rødsand 2<br />
Tyskland<br />
Tyskland<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
6
Time vindproduktion (%) <strong>af</strong> dansk elforbrug - 2007<br />
Vest<br />
Øst<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
7
Vindkr<strong>af</strong>tproduktion er hovedårsag til ubalancer<br />
Production in % of total installed capacity<br />
120%<br />
100%<br />
80%<br />
60%<br />
40%<br />
20%<br />
0%<br />
Ændring på 1 m/s => ændring i<br />
produktion på 320 MW (Vestdanmark)<br />
0 5 10 15 20 25 30 35<br />
Wind speed [m/s]<br />
% of installed capacity<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
8
Yderligere 3.000 MW vindkr<strong>af</strong>t i elsystemet – i 2025<br />
Første 8 uger <strong>af</strong> 2007<br />
I dag + 3.000 MW<br />
MW<br />
MW<br />
uge<br />
uge<br />
Danmark skal både udnytte indenlandske reguleringsmuligheder og handel<br />
med udlandet. Hvis forsyningssikkerheden skal opretholdes og værdien <strong>af</strong><br />
vindmølleproduktionen skal maksi<strong>mere</strong>s økonomisk og miljømæssigt<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
9
Hvad skal sikre balancen i fremtiden?<br />
8.000<br />
6.000<br />
MW<br />
Residual produktion<br />
2007<br />
4.000<br />
2.000<br />
0<br />
-2.000<br />
-4.000<br />
‘Eloverløb’<br />
Denne profil kræver meget og (dyr) regulerkr<strong>af</strong>t<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
10
Ekstra vindkr<strong>af</strong>t i Danmark, hvad så?<br />
Balance gennem nye virkemidler<br />
Produktion <strong>af</strong> el med fossile brændsler og biomasse<br />
reguleres op/ned når der er er variationer fra vindkr<strong>af</strong>ten<br />
Styrke fjernvarmens rolle i det samlede energisystem<br />
Kr<strong>af</strong>tværkerne får mulighed for at skifte mellem produktion<br />
<strong>af</strong> el – varme – biobrændstoffer<br />
Anv<strong>end</strong>e ekstra el, hvor det fortrænger fossile brændsler –<br />
fx til kedler, elpatroner, varmepumper m.v.<br />
Forstærke el-infrastrukturen – også mod nabolandene<br />
Udbrede prisfleksibelt elforbrug<br />
Regulere produktionen fra vindmøller<br />
Omsætning/lagring <strong>af</strong> el til anden energi – fx brint,<br />
elbiler, luftlagre (CAES), brændselsceller osv.<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
11
Potentiale for el-forbrug til transport<br />
Det samlede energiforbrug til vejtransport i Danmark<br />
Elbil<br />
•Meget høj effektivitet, ingen luftforurening, lav støj<br />
•Samspil med el-systemet skal undersøges<br />
•Fleksibelt elforbrug, mulighed for regulerkr<strong>af</strong>t<br />
Brintbil<br />
•Høj effektivitet, ingen luftforurening, lav støj<br />
•Ideal kombination med vindkr<strong>af</strong>t system<br />
•Teknologiske udfordringer<br />
•Fleksibelt elforbrug, energilagring<br />
PJ PJ TWh<br />
fuel mek el<br />
25 % <strong>af</strong> bilerne er udskiftet<br />
Benzin 96 19 8 El-forbrug ved subst. med el-biler<br />
Diesel + varevogn 58 15 11 El-forbrug ved susbt. med brint/brændselscelle biler<br />
Lastbiler/busser 64 15 ? Mulighed for subst. med el-baseret løsning meget usikker<br />
Samlet 20<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
12
Omsætning <strong>af</strong> el til brint<br />
Anv<strong>end</strong>else <strong>af</strong> el til elektrolyse<br />
Hvilken elpris er acceptabel for elektrolyse?<br />
Hvilke <strong>af</strong>gifter skal betales for el til elektrolyse?<br />
Hvor mange driftstimer skal et elektrolyseanlæg have om året?<br />
Kan et elektrolyseanlæg deltage med systemtjenester?<br />
Tre markedspladser!<br />
Spotmarkedet [day ahead] – (også Elbas i driftsdøgnet)<br />
Regulerkr<strong>af</strong>tmarkedet<br />
Reservemarkedet – og regulerkr<strong>af</strong>tmarkedet<br />
- Månedsbasis<br />
- Daglig udbud, med 24 timebud<br />
Brug alle elmarkedets muligheder<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
13
Muligheder i elmarkedet<br />
Spotmarkedet<br />
- Køb og salg <strong>af</strong> el dagen før via PBA<br />
- Planer til Energinet.dk<br />
Elbas markedet<br />
- Handel mellem PBA og FBA<br />
- I driftsdøgnet indtil 1 time før timen<br />
Regulerkr<strong>af</strong>t markedet (op/ned)<br />
- Bud fra PBA til Energinet.dk<br />
- Mindst 10 MW – 15 min. respons<br />
- Ændre pris og mængde indtil 45 min.<br />
før driftstimen<br />
Reservemarkedet (op/ned)<br />
- Års<strong>af</strong>taler<br />
- Måneds<strong>af</strong>taler (30-50.000 kr./MW)<br />
- Dagligt udbud køber mindst 100 MW<br />
opregulering i DK1. Perioder uden køb<br />
<strong>af</strong> nedregulering.<br />
- Pligt til at byde i regulerkr<strong>af</strong>tmarkedet<br />
Produktionsbalanceansvarlig<br />
(PBA)<br />
<br />
<br />
NOIS<br />
<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
14
Kæmpe variation – men ingen reaktion<br />
3.500<br />
Pris, DKK/MWh DK-Vest<br />
3.000<br />
2.500<br />
2.000<br />
28.10.2007 t 24<br />
0 kr./MWh<br />
0 kr./kWh<br />
29.10.2007 t 19<br />
3.438 kr./MWh<br />
3,44 kr./kWh<br />
1.500<br />
1.000<br />
500<br />
0<br />
15. oktober 2007 8. november 2007<br />
Hvorfor er der ingen reaktion fra elkunderne?<br />
- alle data er på www.energiudsigten.dk 24 timer i forvejen<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
15
Priser og antal timer, el i spotmarkedet – DK vest<br />
Antal timer i Vestdanmark (akkumuleret)<br />
kr./MWh 2001 2002 2003 2004 2005 2006<br />
0 0 30 83 1 16 29<br />
< 10 1 60 136 44 32 49<br />
< 20 3 82 168 63 40 55<br />
< 30 11 94 199 81 48 73<br />
< 40 20 118 231 106 58 88<br />
< 50 45 168 268 128 62 103<br />
< 100 239 724 555 282 101 196<br />
< 200 7470 6171 2575 2494 1969 538<br />
< 300 8471 7818 7100 8421 6023 3514<br />
Mængde ’overløb’ til rådighed i timerne: 1.000 – 1.500 MWh/h<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
16
7.000<br />
Pris, kr./MWh i DK vest, 1/1 – 31/12 2007<br />
6.000<br />
5.000<br />
4.000<br />
3.000<br />
2.000<br />
1.000<br />
0<br />
1. januar 2007 31. december 2007<br />
2007 bød på 391 timer under 10 øre/kWh<br />
85 timer med 0 øre/kWh 1.243 timer under 15 øre/kWh<br />
228 timer under 5 øre/kWh 4.343 timer under 20 øre/kWh<br />
51 timer med over 1 kr./kWh<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
17
1.400<br />
Pris, kr./MWh i DK vest, 1/1 – 30/8 2008<br />
1.200<br />
1.000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
1. januar 2008 30. august 2008<br />
2008 har budt på: 109 timer under 10 øre/kWh<br />
26 timer med 0 øre/kWh 351 timer under 20 øre/kWh<br />
64 timer under 5 øre/kWh 4.160 timer under 50 øre/kWh<br />
22 timer med over 1 kr./kWh<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
18
Reserve- og regulerkr<strong>af</strong>tmarkedet<br />
To produkter op- og nedregulering<br />
- For forbrug er det med modsat fortegn<br />
Balanceansvarlig har ansvaret<br />
- Der bydes ind til Energinet.dk, som s<strong>end</strong>er videre til NOIS<br />
- Energinet.dk aktiverer til balanceansvarlig<br />
Tekniske krav<br />
- Mindste bud er 10 MW<br />
- Krav om fuld udregulering på 15 minutter<br />
- Kan ændre mængde og pris indtil 45 min. før driftstimen<br />
- Krav om online målinger<br />
Regulerkr<strong>af</strong>tprisen er altid bedre <strong>end</strong> spotmarkedet<br />
Reserver honoreres med en kapacitetsbetaling<br />
- Salg på månedsbasis og ved daglige udbud<br />
- Modtager regulerkr<strong>af</strong>tsbetaling ved aktivering<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
19
Varmepumper og elektrolyse<br />
Design <strong>af</strong> komplette løsninger<br />
- 10 MW puljer hos PBA og/eller FBA<br />
- Kr<strong>af</strong>tvarmeværker<br />
- Gasmotor, gasturbiner, (<strong>af</strong>fald)<br />
- Nødstrømsanlæg<br />
- Industrianlæg<br />
- Elkedler, varmepumper<br />
- Kølehuse<br />
- Brintproduktion<br />
Krav<br />
- Adskilt forb./prod.<br />
- Online målinger<br />
2 MW<br />
800 kW<br />
Elektrolyse<br />
VPP = Virtuel<br />
Power Plant<br />
600 kW 700 kW<br />
<br />
<br />
<br />
400 kW 300 kW<br />
Balanceansvarlig<br />
PBA – FBA<br />
<br />
±10 MW<br />
3 MW<br />
<br />
200 kW<br />
El kedel<br />
5 MW<br />
<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
20
Driftsoptimering til markedet<br />
Reserve- og regulerkr<strong>af</strong>tsbud på mindst 10 MW<br />
- Enkeltanlæg og/eller flere små anlæg<br />
Bud både i op- og nedreguleringsamarkedet<br />
Eksempel for sum <strong>af</strong> produktionskapacitet<br />
- Sum <strong>af</strong> anlæg med op til 30 MW elkapacitet<br />
MW<br />
30<br />
20<br />
Opreguleringspotentiale<br />
Driftspunkt<br />
10<br />
Nedreguleringspotentiale<br />
Aktivering <strong>af</strong> 10 MW<br />
nedregulering<br />
1 2<br />
Aktivering <strong>af</strong> 10 MW<br />
opregulering<br />
3 4 5 6<br />
Aktivering <strong>af</strong> 10 MW<br />
opregulering<br />
7 8<br />
Timer<br />
Aktivering <strong>af</strong> 30 MW<br />
nedregulering<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
21
Rådighedsbetaling for opreguleringsressourcer<br />
80.000<br />
70.000<br />
60.000<br />
kr/MW pr. måned<br />
50.000<br />
40.000<br />
30.000<br />
20.000<br />
10.000<br />
0<br />
feb-07 mar-07 apr-07 maj-07 jun-07 jul-07 aug-07 sep-07 okt-07 nov-07 dec-07 jan-08 feb-08 mar-08 apr-08 maj-08 jun-08 jul-08 aug-08 sep-08<br />
Vest<br />
Nedregulering = <strong>mere</strong> forbrug Opregulering = mindre forbrug<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
22<br />
Øst
Rådighedsbetaling for nedreguleringsressourcer<br />
80.000<br />
70.000<br />
60.000<br />
kr/MW pr. måned<br />
50.000<br />
40.000<br />
30.000<br />
20.000<br />
10.000<br />
0<br />
feb-07 mar-07 apr-07 maj-07 jun-07 jul-07 aug-07 sep-07 okt-07 nov-07 dec-07 jan-08 feb-08 mar-08 apr-08 maj-08 jun-08 jul-08 aug-08 sep-08<br />
Vest<br />
Nedregulering = <strong>mere</strong> forbrug Opregulering = mindre forbrug<br />
Øst<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
23
Forskning og udvikling <strong>af</strong> ellagring<br />
Lagring <strong>af</strong> el kan bidrage til indpasning <strong>af</strong> <strong>mere</strong> vindkr<strong>af</strong>t<br />
- Energinet.dk er stærkt involveret i en række udviklingsprojekter<br />
Lagring <strong>af</strong> el i trykluftlager<br />
- (CAES = Compressed Air Energy Storage)<br />
- Anlæg vil forbruge el til komprimering <strong>af</strong> luft i en salthorst<br />
Lagring <strong>af</strong> el i batterier<br />
- Store batterier i elsystemet, testes på Risø<br />
- Små batterier i fx transportsektoren (elbiler)<br />
Elektrolyse (fremstilling <strong>af</strong> brint)<br />
- El til brint, og brint til el i brændselsceller<br />
Udlandsforbindelser<br />
- Vindkr<strong>af</strong>t anv<strong>end</strong>es som pumpekr<strong>af</strong>t ved vandkr<strong>af</strong>t i<br />
Norge/Sverige<br />
- Vindkr<strong>af</strong>t fortrænger vandkr<strong>af</strong>t, og vandmagasinet gemmes<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
24
Energinet.dk – også miljø og F&U<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Miljø er registrering og formidling <strong>af</strong> miljøpåvirkning fra el- og<br />
kr<strong>af</strong>tvarmeproduktionen – og eldeklarationer<br />
ForskEL programmet støtter miljøvenlige elproduktionsteknologier<br />
med 130 mio. kr. om året, som PSO<br />
ForskVE programmet støtter udbredelse <strong>af</strong> solceller, bølgekr<strong>af</strong>t og<br />
bioforgasning med 25 mio. kr. om året, som PSO<br />
ForskIN er Energinet.dk’s udvikling <strong>af</strong> eltransmissionssystemet<br />
ForskNG er Energinet.dk’s udvikling <strong>af</strong> gastransmissionssystemet<br />
ForskEL<br />
ForskIN<br />
Miljø<br />
ForskVE<br />
ForskNG<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
25
Klim<strong>af</strong>orandringer?<br />
- vi gør en ForskEL<br />
Energinet.dk støtter udviklingen <strong>af</strong><br />
miljøvenlige elproduktions-teknologier<br />
med 130 mio. kr. om året<br />
Vi har de første 10 år støttet over 250<br />
projekter til <strong>mere</strong> <strong>end</strong> 1,1 mia. kr.<br />
I 2008 har vi 142 igangvær<strong>end</strong>e<br />
projekter<br />
Alle projekter har til formål at<br />
reducere miljøbelastningen fra<br />
eksister<strong>end</strong>e el- og kr<strong>af</strong>tvarmeanlæg<br />
eller udvikle nye vedvar<strong>end</strong>e<br />
energiteknologier, så Danmark kan<br />
opfylde klimamålene.
Tak for opmærksomheden<br />
KBE-xxx/08 Brintkonference - 3. november 2008<br />
27
Change language